연산 속도·초저전력 구현 여부… 미래 기술경쟁 좌우

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AI반도체 시대 연다

권영수 지능형반도체연구본부장

"미래 AI 반도체는 방대한 양의 데이터 간 이동 속도와 연산 속도를 얼마나 빠르게 처리하고, 이 과정에서 얼마나 적은 전력으로 성능을 유지하느냐에 따라 기술 경쟁력이 좌우하게 될 겁니다."

권영수(사진) 한국전자통신연구원(ETRI) 지능형반도체연구본부장은 본지와의 인터뷰에서 향후 AI 반도체 기술 경쟁력은 연산 속도와 초저전력 구현에 달려 있다며 이 같이 말했다.

AI 반도체 연구에 주력하고 있는 권 본부장은 2018년 기존에 비해 수십 배의 연산량을 처리하면서 저전력으로 동작하는 '시각지능 반도체 칩'을 개발해 주목을 받았다.

그는 "AI 반도체는 단순 인지 기능을 하는 기존 반도체와 비교해 연산 성능은 1000배 뛰어나고, 전력은 1만배 이상 줄일 수 있는 인간 이상의 지능을 가진 반도체"라며 "딥러닝 기술 구현에 최적화된 형태의 AI 반도체를 개발하기 위한 글로벌 기업 간 경쟁이 이미 시작됐다"고 설명했다. 실제로, 미국 인텔을 중심으로 구글, 퀄컴, 엔비디아, 테슬라, 애플, 중국 화웨이, 삼성 등은 속속 AI 반도체를 선보이며 기술 선점을 통한 시장 지배력 확대에 박차를 가하고 있다.

권 본부장은 "지금은 GPU(그래픽처리장치), FPGA(프로그래머블 반도체), CPU(중앙처리장치)로 구성된 '1세대 AI 반도체'에 해당하는 시기이며, '2세대 AI 반도체'는 기존 CPU, GPU에 NPU(신경망처리장치)가 새로 추가된 형태로 고도화될 것"이라며 "2028년 이후에는 2세대 AI 반도체에 사람의 뇌 신경망 구조를 모사한 '뉴로모픽'이 합쳐져 '3세대 AI 반도체'로 진화할 것"이라고 예상했다. 이 같은 글로벌 AI 반도체 트렌드에 맞춰 ETRI는 2017년부터 고성능·저전력 AI 반도체 개발을 시작해 '뉴로모픽 시각지능 칩'을 국내 독자 기술로 제작했다. 이를 기반으로 새로운 아키텍처의 페타급 성능과 와트급 전력을 지닌 미래형 AI 반도체 개발에 역량을 모아가고 있다.

그는 "앞으로 메모리에 거대한 양의 데이터를 저장할 수 있는 신개념 AI 반도체인 'PIM(프로세서 인 메모리)' 개발에 나서야 한다"며 "메모리와 프로세서가 물리적으로 분리돼 있는 것을 하나의 칩에 구현하면 초고속, 초저전력 구현을 위한 AI 반도체로 널리 활용할 수 있다"고 강조했다.

권 본부장은 이어 "우리나라는 세계 최고 수준의 메모리 기술과 공정, 생산 기술을 확보하고 있는 만큼 산학연이 힘을 합쳐 지능반도체에 기술과 경험, 노하우 등을 더하면 'AI 반도체 강국'으로 다시금 우뚝 설 잠재력을 갖고 있다"고 말했다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr